[发明专利]一种粉末冶金制备铌钛合金的方法

说明书

本发明公开了一种粉末冶金制备铌钛合金的方法，将铌粉与钛粉末混合均匀，然后压制成生坯，经过气氛保护热压烧结后随炉冷却，得到致密铌钛合金。本发明通过简单的粉末冶金法制备铌钛合金，与传统熔炼相比，不但工艺简单，而且效率高、成本低。本发明制备的合金晶粒尺寸的范围很好的控制在43～54，同时致密度在97.83％左右，为铌钛合金的制备提供了一种简单高效的方法。

技术领域

本发明属于合金靶材制备技术领域，具体涉及一种粉末冶金制备铌钛合金的方法。

背景技术

随着对电子产品综合性能和使用环境要求的不断提高，对溅射靶材的性能也提出了越来越高的要求。尤其是平面显示器、薄膜太阳能电池的电极和配线材料以及半导体的阻挡层材料对其所使用的靶材内部晶粒尺寸、致密度以及均匀性有严格要求。而作为靶材主要原材料之一的铌钛合金，可使溅射后溅射薄膜的耐高温、耐腐蚀性等各种性能达到均衡，愈来愈受到青睐。这些都是基于铌钛合金的高熔点、高电导率、较好的耐腐蚀性以及良好的环保性能。

目前制备铌钛合金的技术主要为熔炼，主要工艺步骤为配料、装料、加热熔化等。但在实际生产中，由于铌钛合金本身熔点高，这就使得将其加热至熔点比较困难，提高生产成本。因此采用传统的方法很难快速、环保、低成本的制备该合金靶材。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉末冶金制备铌钛合金的方法，解决了现有铌钛合金制备方法很难快速、环保、低成本的制备该合金靶材。

本发明所采用的技术方案是：一种粉末冶金制备铌钛合金的方法，包括以下步骤：

步骤1，将铌粉与钛粉混合均匀，得到混合粉末；

步骤2，将步骤1得到的混合粉末压制成生坯；

步骤3，将步骤2压制的生坯放入通有保护气体的热压烧结炉中烧结，烧结后冷却得到铌钛致密合金。

步骤1中铌粉与钛粉混合4h，其中铌粉质量占45～50％，其余为钛粉。

步骤2中混合粉末压制成生坯的条件是以40t的压力压制。

步骤3的烧结过程：先升温至900℃保温30min，然后再次升温至1200℃～1300℃并开始加压，保温2～3h。

步骤3所述保护气体为氩气。

加压压力为30Mpa，保压2～3h。

冷却方式为随炉冷却。

本发明的有益效果是，

1.本发明简易制备铌钛合金的方法，以粉末冶金的方法为基础，采用气氛保护热压烧结，烧结过程中，施以一定的压力可以使成型的合金致密度高，同时通过氩气的保护，可以让最后得到铌钛合金杂质更少。

2.通过长时间的混粉，使钛原子和铌原子混合均匀，在烧结时两种原子相互接触充分从而保证了扩散均匀，进一步使粉末结合较好且致密度高。

本发明工艺易于操作，制备的铌钛合金均匀，纯净度、相对密度均满足高端电子产品镀膜领域使用需求，且生产成本低，产品尺寸宽泛，便于工业化批量生产。本发明工艺适合进行高质量铌钛合金的工业大批量生产。

附图说明

图1是本发明实施例2制备的试样的粒径统计分布图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明加以详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

步骤1，将铌粉和钛粉在混料机上混粉4h，其中铌粉与钛粉的质量比为45:55，然后将混合粉末以40t的压力压制成生坯；